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塩化揮発法によるレアメタルの分離精製方法 新技術説明会

国内特許コード P08A014177
掲載日 2009年1月9日
出願番号 特願2007-063963
公開番号 特開2008-222499
登録番号 特許第5223085号
出願日 平成19年3月13日(2007.3.13)
公開日 平成20年9月25日(2008.9.25)
登録日 平成25年3月22日(2013.3.22)
発明者
  • 菅原 勝康
  • 菅原 拓男
  • 野中 利瀬弘
出願人
  • 国立大学法人秋田大学
発明の名称 塩化揮発法によるレアメタルの分離精製方法 新技術説明会
発明の概要

【課題】本発明は、カルシウム化合物や固体炭素の添加及び熱処理を組み合わせることで、かつて無い分離効率を出すことが可能なプロセスを提供する塩化揮発法によるレアメタルの分離精製方法である。
【解決手段】第一工程は原料へカルシウム化合物を添加し、不活性雰囲気下で加熱処理する熱処理工程、第二工程は前記カルシウム処理試料を塩素気流中で加熱し、タングステン、ニオブ、ニッケル、コバルトの揮発分離を行い、タンタル、クロム、チタンの高濃度固体化合物を作製する塩化揮発処理工程、第三工程は前記高濃度固体化合物に対して固体炭素を混合し、塩素雰囲気下で加熱して含有レアメタルであるタンタル、クロム及びチタンなどを揮発分離する塩化揮発処理工程、第四工程は原料粉体もしくは高濃度固体化合物から分離した金属塩化物を冷却区間の温度調整により沈積させ、各元素の単体分離を行う分離濃縮工程である。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


従来、タンタルやニオブを含む鉱石の製錬は、湿式法が主たる技術として使用されている。一般的な液処理方法としては、フッ化水素酸による溶解と溶媒抽出を組み合わせた手法がある。
具体的には、原料をふっ化水素酸で溶解した後に硫酸を加えて濃度調製し、その後MIBK(メチルイソブチルケトン)によりタンタル及びニオブのみを抽出するが、原料溶液中には不純物が残留する。次に、希硫酸でニオブを逆抽出し、MIBK中に残留したタンタルを精製した後に水で逆抽出して回収する。
この方法ではタンタルとニオブの分離効率が低く、工程を多く繰り返す必要があるためにMIBKの損失や排水処理コストの増大が問題である。
特許公開公報によれば、抽出溶媒としてホスホリル基を有する有機溶媒を用いて、タンタルを優先的に抽出し、ニオブとの分離率向上に関する方法が開示されている(特許文献2を参照)。
しかしながら、いずれの方法も数種の抽出工程を必要とするものであり、また原料の多様化に伴うプロセスの多段階化や廃液処理コストの増大は不可避の課題である。
一方、塩素化剤及び還元剤を併用した塩化揮発反応を利用したレアメタルの乾式分離について、いくつか研究報告がなされているが、その殆どが酸化物を対象としたモデル実験であり、また鉱石に関する実験も単純な揮発挙動の追跡に留まっている。
そのため、乾式プロセスによるレアメタルの効率的な分離精製方法は未だ実用化に至っていないのが現状である。




【特許文献1】特開2000-266893号公報

【特許文献2】特開2002-193622号公報

【特許文献3】特開2005-15250号公報

【非特許文献1】F.Yung, V.Hlavacek: Powder Technology 102(1999)177-183

【非特許文献2】N.V.Manukyan, V.H.Martirosyan: Journal of Materials Processing Technology 142(2003)145-151

産業上の利用分野


本発明は、レアメタル化合物を含む原料、すなわち鉱石などに含まれる有用元素を金属塩化物に転換して分離する方法であって、カルシウム化合物や固体炭素の添加処理を併用した塩化揮発法によるレアメタルの分離精製方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数のレアメタル化合物を含む原料へカルシウム化合物を添加した後、不活性雰囲気下で加熱処理する熱処理工程と、
前記熱処理工程を経て得られる原料粉末を塩素気流中で加熱し、該原料粉末からタングステン、ニオブ、ニッケル及び/又はコバルトを金属塩化物として揮発分離するとともに、タンタル、クロム及び/又はチタンの高濃度固体化合物を作製する第1の塩化揮発処理工程と、
前記高濃度固体化合物に対して固体炭素を混合した後に、塩素雰囲気下で加熱して前記タンタル、クロム及び/又はチタンを金属塩化物として揮発分離する第2の塩化揮発処理工程と、
前記第1の塩化揮発処理工程もしくは前記第2の塩化揮発処理工程において揮発分離した金属塩化物を冷却区間の温度調整により沈積させ、各元素の単体分離を行う分離濃縮工程と
を組み合わせてなることを特徴とする塩化揮発法によるレアメタルの分離精製方法。
産業区分
  • 無機化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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